CN108789766A - 一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法 - Google Patents

一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，包括制备饱水混合材、微波处理材、处理液制备、纤维料制备和无胶竹板材制备。本发明相比现有技术具有以下优点：将去青去黄后的竹片或竹屑在饱水状态下进行微波处理，竹材细胞中的水分快速气化，向外扩散突破纹孔膜，改变竹材内物质的重新分布和析出，然后利用处理液进行负压处理，使其浸入竹材细胞内部，处理液能够形成糠醛，糠醛与竹材细胞在热压状态下形成胶粘成分，使其得到结构稳定的竹板材；牵牛花藤、页蒿根协同作用，能提高竹板材的防腐防霉性能，提高产品的适用范围。

Description

一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法
技术领域
本发明属于竹材加工技术领域，具体涉及一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法。
背景技术
竹子作为一种木材代用材料，具有强度高、韧性好、硬度大的特点，以其生长快、周期短、产量高、性能好的特点，近年来在各个领域得到了普及推广应用，现在使用的竹板材，都是使用多个小块形状的竹条并经过规则叠放用胶黏剂粘结而成的再制板，但现在胶黏剂大多含甲醛，对人体有一定危害，而且竹材含有丰富的营养物质，如淀粉、蛋白质、脂肪等，在适当的条件下，很容易产生腐朽、霉变，在户外使用时容易吸收可见光和紫外线而导致变色甚至降解，这些缺陷限制了竹材的应用范围，随着人们环保意识的加强和加工技术的不断发展，人们逐渐摒弃使用化学药剂的制备无胶胶合板，转而使用天然物质转化法生产无胶胶合板人造板，即利用材料本身固有物质外加天然成分得到具有胶结作用的新物质，最后实现胶合，现有技术中通过将竹去除竹青内黄，剖成块状或丝状，烘干后进行高温水蒸气软化处理，后干燥，在模具中冷压、热固化即可得到人造板，所得产品具有环保意义且能降低生产成本，所得产品耐候性差，容易出现腐朽，且其力学性能也有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，包括以下内容：
（1）以去青去黄后的竹片或竹屑为原料，在温度为120-140℃的条件蒸煮6-10分钟，得到饱水混合材；
（2）将饱水混合材放入微波装置中，以180-220W的微波频率处理30-40分钟，然后置于干燥室中，在温度为50℃的条件下干燥32-38分钟，然后调节温度至75℃继续干燥10-20分钟，得到微波处理材备用；
（3）将泡桐木刨花、蚕沙、牵牛花藤、页蒿根以重量比10:2-4:1:1混合，加入相当于泡桐木刨花重量10-20倍、温度为40-50℃的水中，用800-1200W的超声功率进行处理，每处理3秒间隔2秒，处理总时间为20-30分钟，处理完成后过滤，得到处理液；
（4）将微波处理材在相当于其重量40-50%的处理液混合，在0.08-0.12MPa的条件保持1-2小时，完成后分离成纤维料；
（5）将纤维料加热干燥至含水率为16-20%，按照常规方法铺装后进行预压得到成型坯板，然后将成型坯板放在热压机上热压得到无胶竹板材。
作为对上述方案的进一步改进，所述去青去黄后的竹片或竹屑的粒径小于5cm。
作为对上述方案的进一步改进，所述蚕沙为4龄蚕沙或5龄蚕沙以任意重量比混合得到。
作为对上述方案的进一步改进，所述牵牛花藤在牵牛花凋谢后采集，然后在温度为40℃的条件下烘干至含水量低于3%，粉碎过40目筛即得。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（3）的过滤液在使用前，在温度为10-15℃的环境中保存。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（5）纤维料加热干燥的温度为45-55℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（5）中热压过程包括水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段的热压温度为185-195℃，热压压力为3.2-3.4MPa；排气段的热压温度为225-235℃，热压压力为0.8-1.2MPa；塑化段的热压温度为205-215℃，热压压力为2.2-2.8MPa。
本发明相比现有技术具有以下优点：将去青去黄后的竹片或竹屑在饱水状态下进行微波处理，竹材细胞中的水分快速气化，向外扩散突破纹孔膜，改变竹材内物质的重新分布和析出，然后利用处理液进行负压处理，使其浸入竹材细胞内部，处理液能够形成糠醛，糠醛与竹材细胞在热压状态下形成胶粘成分，使其得到结构稳定的竹板材；牵牛花藤、页蒿根协同作用，能提高竹板材的防腐防霉性能，提高产品的适用范围。
具体实施方式
实施例1
一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，包括以下内容：
（1）以去青去黄后的竹片或竹屑为原料，在温度为130℃的条件蒸煮8分钟，得到饱水混合材；
（2）将饱水混合材放入微波装置中，以200W的微波频率处理35分钟，然后置于干燥室中，在温度为50℃的条件下干燥35分钟，然后调节温度至75℃继续干燥15分钟，得到微波处理材备用；
（3）将泡桐木刨花、蚕沙、牵牛花藤、页蒿根以重量比10:3:1:1混合，加入相当于泡桐木刨花重量15倍、温度为45℃的水中，用1000W的超声功率进行处理，每处理3秒间隔2秒，处理总时间为25分钟，处理完成后过滤，得到处理液；
（4）将微波处理材在相当于其重量45%的处理液混合，在0.1MPa的条件保持1.5小时，完成后分离成纤维料；
（5）将纤维料加热干燥至含水率为18%，按照常规方法铺装后进行预压得到成型坯板，然后将成型坯板放在热压机上热压得到无胶竹板材。
其中，所述去青去黄后的竹片或竹屑的粒径小于5cm；所述蚕沙为4龄蚕沙或5龄蚕沙以重量比5:2混合得到；所述牵牛花藤在牵牛花凋谢后采集，然后在温度为40℃的条件下烘干至含水量低于3%，粉碎过40目筛即得；所述步骤（3）的过滤液在使用前，在温度为12℃的环境中保存；所述步骤（5）纤维料加热干燥的温度为55℃，热压过程包括水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段的热压温度为190℃，热压压力为3.3MPa；排气段的热压温度为230℃，热压压力为2MPa；塑化段的热压温度为210℃，热压压力为2.5MPa。
实施例2
一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，包括以下内容：
（1）以去青去黄后的竹片或竹屑为原料，在温度为140℃的条件蒸煮10分钟，得到饱水混合材；
（2）将饱水混合材放入微波装置中，以220W的微波频率处理40分钟，然后置于干燥室中，在温度为50℃的条件下干燥38分钟，然后调节温度至75℃继续干燥20分钟，得到微波处理材备用；
（3）将泡桐木刨花、蚕沙、牵牛花藤、页蒿根以重量比10:4:1:1混合，加入相当于泡桐木刨花重量20倍、温度为50℃的水中，用1200W的超声功率进行处理，每处理3秒间隔2秒，处理总时间为30分钟，处理完成后过滤，得到处理液；
（4）将微波处理材在相当于其重量50%的处理液混合，在0.08MPa的条件保持1小时，完成后分离成纤维料；
（5）将纤维料加热干燥至含水率为16%，按照常规方法铺装后进行预压得到成型坯板，然后将成型坯板放在热压机上热压得到无胶竹板材。
其中，所述去青去黄后的竹片或竹屑的粒径小于5cm；所述蚕沙为4龄蚕沙或5龄蚕沙以重量比6:1混合得到；所述牵牛花藤在牵牛花凋谢后采集，然后在温度为40℃的条件下烘干至含水量低于3%，粉碎过40目筛即得；所述步骤（3）的过滤液在使用前，在温度为15℃的环境中保存；所述步骤（5）纤维料加热干燥的温度为55℃，热压过程包括水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段的热压温度为185℃，热压压力为3.4MPa；排气段的热压温度为235℃，热压压力为1.2MPa；塑化段的热压温度为205℃，热压压力为2.8MPa。
实施例3
一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，包括以下内容：
（1）以去青去黄后的竹片或竹屑为原料，在温度为120℃的条件蒸煮6分钟，得到饱水混合材；
（2）将饱水混合材放入微波装置中，以180W的微波频率处理30分钟，然后置于干燥室中，在温度为50℃的条件下干燥32分钟，然后调节温度至75℃继续干燥10分钟，得到微波处理材备用；
（3）将泡桐木刨花、蚕沙、牵牛花藤、页蒿根以重量比10:2:1:1混合，加入相当于泡桐木刨花重量10倍、温度为40℃的水中，用800W的超声功率进行处理，每处理3秒间隔2秒，处理总时间为20分钟，处理完成后过滤，得到处理液；
（4）将微波处理材在相当于其重量40%的处理液混合，在0.12MPa的条件保持2小时，完成后分离成纤维料；
（5）将纤维料加热干燥至含水率为20%，按照常规方法铺装后进行预压得到成型坯板，然后将成型坯板放在热压机上热压得到无胶竹板材。
其中，所述去青去黄后的竹片或竹屑的粒径小于5cm；所述蚕沙为4龄蚕沙或5龄蚕沙以重量比4:3混合得到；所述牵牛花藤在牵牛花凋谢后采集，然后在温度为40℃的条件下烘干至含水量低于3%，粉碎过40目筛即得；所述步骤（3）的过滤液在使用前，在温度为10℃的环境中保存；所述步骤（5）纤维料加热干燥的温度为45℃，热压过程包括水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段的热压温度为195℃，热压压力为3.2MPa；排气段的热压温度为225℃，热压压力为0.8MPa；塑化段的热压温度为215℃，热压压力为2.2MPa。
设置对照组1，将实施例1中步骤（3）中超声功率处理，设置成在1000W的条件下处理25分钟，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中泡桐木刨花替换成等重量的杨木刨花，其余内容不变；设置对照组3，将实施例其中蚕沙去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中页蒿根去掉，其余内容不变；以申请号为2014100766275中实施例1为对照组5，并对每组进行取样，所述试样的尺寸为25mm×25mm×8mm；在其表面喷洒混杂霉菌液，放置在温度为28-30℃、相对湿度90%的调温调湿箱内，60天后观察霉变状况，并计算试件的长霉率，试件长霉率=试件长霉面积÷试件总面积×100%；
实施例和对照组中按照密度0.83g/cm³对纤维料进行铺装；混杂霉菌液是青霉、黑曲霉、黄曲霉的混杂霉菌液。
对各组板材的物理性能进行测试，测试参照GB/T11718-2009的规定，得到以下结果：
表1
通过表1中数据可以看出，本发明中方法相比现有技术在不使用胶黏剂的前提下，能通过加工方法以及天然材料制备的处理液使竹板材具有较好的力学性能，满足GB/T11718-2009的规定，同时具有较好的防霉性能，适用范围较广。

Claims (7)

1.一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，包括以下内容：
（1）以去青去黄后的竹片或竹屑为原料，在温度为120-140℃的条件蒸煮6-10分钟，得到饱水混合材；
（2）将饱水混合材放入微波装置中，以180-220W的微波频率处理30-40分钟，然后置于干燥室中，在温度为50℃的条件下干燥32-38分钟，然后调节温度至75℃继续干燥10-20分钟，得到微波处理材备用；
（3）将泡桐木刨花、蚕沙、牵牛花藤、页蒿根以重量比10:2-4:1:1混合，加入相当于泡桐木刨花重量10-20倍、温度为40-50℃的水中，用800-1200W的超声功率进行处理，每处理3秒间隔2秒，处理总时间为20-30分钟，处理完成后过滤，得到处理液；
（4）将微波处理材在相当于其重量40-50%的处理液混合，在0.08-0.12MPa的条件保持1-2小时，完成后分离成纤维料；
（5）将纤维料加热干燥至含水率为16-20%，按照常规方法铺装后进行预压得到成型坯板，然后将成型坯板放在热压机上热压得到无胶竹板材。
2.如权利要求1所述一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，所述去青去黄后的竹片或竹屑的粒径小于5cm。
3.如权利要求1所述一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，所述蚕沙为4龄蚕沙或5龄蚕沙以任意重量比混合得到。
4.如权利要求1所述一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，所述牵牛花藤在牵牛花凋谢后采集，然后在温度为40℃的条件下烘干至含水量低于3%，粉碎过40目筛即得。
5.如权利要求1所述一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，所述步骤（3）的过滤液在使用前，在温度为10-15℃的环境中保存。
6.如权利要求1所述一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，所述步骤（5）纤维料加热干燥的温度为45-55℃。
7.如权利要求1所述一种密闭式热压制备无胶竹板材的方法，其特征在于，所述步骤（5）中热压过程包括水解段、排气段、塑化段组成，其中水解段的热压温度为185-195℃，热压压力为3.2-3.4MPa；排气段的热压温度为225-235℃，热压压力为0.8-1.2MPa；塑化段的热压温度为205-215℃，热压压力为2.2-2.8MPa。
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